CN115128756B - 一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口 - Google Patents

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Abstract

一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，玻璃安装座的固定槽内放置光学玻璃；固定槽与玻璃安装座之间的空腔设有射流结构；射流结构一面与玻璃安装座之间间隙固定轴承，间隙由迷宫密封密封；射流结构与光学玻璃接触面设有密封圈；所述的射流结构设有空腔，空腔连接进水管，进水管伸出轴承，射流结构位于固定槽面设有射流孔；固定槽、射流结构及玻璃安装座形成的空腔延伸至玻璃安装座外表面，并连接出水管；光学玻璃外放置压圈，压圈与玻璃安装座接触。本结构能够承受真空罐放置的高低温环境（‑100℃～100℃），在使用时，可以通过调节浸润液体的温度控制窗口玻璃的温度水平，使其尽量减少热变形，同时也防止窗口玻璃的结霜和结露。

Description

一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口
技术领域
本发明属于机械结构技术领域，具体涉及一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口。
背景技术
光学窗口作为真空罐的一部分，是很多光学试验的真空罐外光源与真空罐内光学系统的接口。光学窗口既是作为通光窗口，同时又是压力隔离气密窗口、温度隔离窗口。光学窗口的设计直接关系到真空罐的光学试验结果的好坏。
目前，在真空罐内模拟低温真空环境条件时，一方面提供低温环境和真空环境，另一方面光学窗口为光学检测提供必要的光学通道。真空罐上的光学窗口设计目标为了满足一些热光学试验，为罐内光学设备与罐外光学设备建立隔离模拟罐内外环境的光学通道，同时又要有真空密封功能。常规的真空罐均放置在常温下进行使用，在一些特殊的情况下，真空罐需要放置在高低温室内使用。目前国内用于试验的真空罐光学窗口主要存在三点局限性，简述如下：
一是不能承受外部环境足够宽的高低温范围。比如有些试验需要将真空罐放置于高低温环境下，高温高至100℃，低温低至-100℃，而目前所设计的真空罐光学窗口极少能承受如此宽范围的温度，从而限制了一些真空罐使用的场合，导致一些光学产品的试验和测试无法开展，主要原因是：
1、在高低温环境下，光学窗口的玻璃受到复杂的力热载荷，容易导致光学窗口的热变形；
2、在低温环境下，光学窗口容易结露/霜。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，能够承受真空罐放置的高低温环境（-100℃～100℃），在使用时，可以通过调节浸润液体的温度控制窗口玻璃的温度水平，使其尽量减少热变形，同时也防止窗口玻璃的结霜和结露。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，包括玻璃安装座（1），其特征在于，玻璃安装座（1）的固定槽（4）内放置光学玻璃（10）；固定槽（4）与玻璃安装座（1）之间的空腔设有射流结构（6）；射流结构（6）一面与玻璃安装座（1）之间间隙固定轴承（5），间隙由迷宫密封（10）密封；射流结构（6）与光学玻璃（10）接触面设有密封圈（3）；所述的射流结构（6）设有空腔，空腔连接进水管（8），进水管（8）伸出轴承（5），射流结构（6）位于固定槽（4）面设有射流孔（7）；固定槽（4）、射流结构（6）及玻璃安装座（1）形成的空腔延伸至玻璃安装座（1）外表面，并连接出水管（9）；光学玻璃（10）外放置压圈（2），压圈（2）与玻璃安装座（1）接触。
所述的光学玻璃（10）与玻璃安装座（1）的接触面设有密封圈（3）。
所述的密封圈密封圈（3）为o型密封圈。
所述的射流结构（6）为对称结构，沿玻璃安装座（1）轴线对称或中心对称。
所述的射流结构（6）与沿玻璃安装座（1）之间安装有两个轴承（5），迷宫密封（10）位于轴承（5）两侧。
本发明的有益效果是：
本结构能够承受真空罐放置的高低温环境（-100℃～100℃），在使用时，可以通过调节浸润液体的温度控制窗口玻璃的温度水平，使其尽量减少热变形，同时也防止窗口玻璃的结霜和结露。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的实施示意图。
其中，1为玻璃安装座、2为压圈、3为密封圈、4为固定槽、5为轴承、6为射流结构、7为射流孔、8为进水管、9为出水管、10为光学玻璃。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步叙述。
一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，包括玻璃安装座（1），其特征在于，玻璃安装座（1）的固定槽（4）内放置光学玻璃（10）；固定槽（4）与玻璃安装座（1）之间的空腔设有射流结构（6）；射流结构（6）一面与玻璃安装座（1）之间间隙固定轴承（5），间隙由迷宫密封（10）密封；射流结构（6）与光学玻璃（10）接触面设有密封圈（3）；所述的射流结构（6）设有空腔，空腔连接进水管（8），进水管（8）伸出轴承（5），射流结构（6）位于固定槽（4）面设有射流孔（7）；固定槽（4）、射流结构（6）及玻璃安装座（1）形成的空腔延伸至玻璃安装座（1）外表面，并连接出水管（9）；光学玻璃（10）外放置压圈（2），压圈（2）与玻璃安装座（1）接触。
所述的光学玻璃（10）与玻璃安装座（1）的接触面设有密封圈（3）。
所述的密封圈密封圈（3）为o型密封圈。
所述的射流结构（6）为对称结构，沿玻璃安装座（1）轴线对称或中心对称。
所述的射流结构（6）与沿玻璃安装座（1）之间安装有两个轴承（5），迷宫密封（10）位于轴承（5）两侧。
本发明的共组原理是：
一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，它包括光学玻璃、玻璃安装座、压圈、射流孔、轴承、密封圈、进出水连接管道、微型水泵、水箱、散热片。
将光学玻璃安装在镜座的固定槽内，光学玻璃后端与镜座之间安装有密封圈，光学玻璃的侧面与射流结构之间安装有o型密封圈。密封圈保证光学玻璃与镜座与射流结构之间没有间隙，实现密封功能。射流结构与镜座之间安装有两个轴承，使得射流结构在工作时，可以转动。在轴承的两端安装有迷宫密封，保证进水口和出水口形成流道。
在真空罐外为100℃高温环境时，水泵将水箱里的25℃常温水通过进水孔压流至射流结构的空腔内，水通过有一定角度的射流孔喷至光学玻璃面上，对光学玻璃的内表面进行降温，通过热传导对玻璃的外表面也进行降温。喷射装置在喷射水流时，由于射流孔弯曲有一定角度，随着喷射，喷射装置会受到射流反作用力，喷射装置会以一定的旋转速度进行旋转，对光学玻璃内表面360度喷射，可以将玻璃的内表面温度保持在均匀的温度水平，水通过回水腔体回流至回水管路，汇聚至水箱，水箱里的水的热量通过散热翅片将热量传导至空气中，以给水箱内的水降温。
在真空罐外为-100℃低温环境时，水泵将水箱里的100℃高温水通过进水孔压流至射流结构的空腔内，水通过有一定角度的射流孔喷至光学玻璃面上，对光学玻璃的内表面进行降温，通过热传导对玻璃的外表面也进行加热。喷射装置在喷射水流时，由于射流孔弯曲有一定角度，随着喷射，喷射装置会受到射流反作用力，喷射装置会以一定的旋转速度进行旋转，对光学玻璃内表面360度喷射，可以将玻璃的内表面温度保持在均匀的温度水平，水通过回水腔体回流至回水管路，汇聚至水箱。

Claims (5)

1.一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，包括玻璃安装座（1），其特征在于，玻璃安装座（1）的固定槽（4）内放置光学玻璃（10）；固定槽（4）与玻璃安装座（1）之间的空腔设有射流结构（6）；射流结构（6）一面与玻璃安装座（1）之间间隙固定轴承（5），间隙由迷宫密封（10）密封；射流结构（6）与光学玻璃（10）接触面设有密封圈（3）；所述的射流结构（6）设有空腔，空腔连接进水管（8），进水管（8）伸出轴承（5），射流结构（6）位于固定槽（4）面设有射流孔（7）；固定槽（4）、射流结构（6）及玻璃安装座（1）形成的空腔延伸至玻璃安装座（1）外表面，并连接出水管（9）；光学玻璃（10）外放置压圈（2），压圈（2）与玻璃安装座（1）接触。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，其特征在于，所述的光学玻璃（10）与玻璃安装座（1）的接触面设有密封圈（3）。
3.根据权利要求2所述的一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，其特征在于，所述的密封圈密封圈（3）为o型密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，其特征在于，所述的射流结构（6）为对称结构，沿玻璃安装座（1）轴线对称或中心对称。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高低温环境的浸润式光学窗口，其特征在于，所述的射流结构（6）与沿玻璃安装座（1）之间安装有两个轴承（5），迷宫密封（10）位于轴承（5）两侧。
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